(57)【要約】【課題】マスタリング時におけるワーク測定手段の接触子とマスターワークの測定個所との間の異物の有無を適切に判定して、異物を噛み込んでいない場合の測定値で適切にマスタリングすることができる研削盤を提供する。【解決手段】略円筒状のワークＷの両端近傍を支持する一対のワーク支持手段１０ａ、２０ａと、ワークＷの円筒面の径またはワーク回転軸ＷＺに直交する面のワーク回転軸方向の位置を測定するための測定個所に当接させる接触子４２ｓを備えたワーク測定手段４０と、制御手段５０とを備え、制御手段は、予め設定されたマスタリングタイミングにて、ワーク測定手段４０にてマスターワークＭＷの径または前記位置を複数回測定し、各測定結果に基づいて接触子４２ｓとマスターワークＭＷとの間に異物が挟まれているか否かを判定し、異物が挟まれていないと判定した測定結果に基づいてワーク測定手段４０の誤差を補正する。【選択図】図３
2010105129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒状のワークの両端近傍を支持するとともに支持したワークをワーク回転軸回りに回転させる一対のワーク支持手段と、
前記ワーク支持手段に支持されているワークの円筒面の被加工個所の径、または前記支持されているワークの任意の位置に形成されている前記ワーク回転軸に直交する面である端面の被加工個所の前記ワーク回転軸方向の位置、を測定可能であるとともに前記径または前記位置を測定するための測定個所に当接させる接触子を備えたワーク測定手段と、
制御手段と、を備えた研削盤において、
前記研削盤には、前記ワーク測定手段の測定誤差を補正するためのマスターワークが用意されており、
前記ワーク測定手段は、前記マスターワークの前記径、または前記マスターワークの前記端面の前記平行方向の位置を測定可能であり、
前記制御手段は、予め設定されたマスタリングタイミングにて、前記ワーク測定手段にて前記マスターワークの前記径または前記位置を複数回測定し、各測定結果に基づいて前記接触子と前記マスターワークとの間に異物が挟まれているか否かを判定し、異物が挟まれていないと判定した測定結果に基づいて前記ワーク測定手段の誤差を補正する、
研削盤。
【請求項２】
請求項１に記載の研削盤であって、
前記ワーク測定手段は、回動可能なフィンガの先端近傍に前記接触子を備えており、前記接触子が前記測定個所から離れる方向に前記フィンガを回動させた後、前記接触子が前記測定個所に近づく方向に前記フィンガを回動させて前記接触子を前記測定個所に当接させて、前記フィンガの開度を検出して前記径または前記位置を測定可能であり、
前記制御手段は、
前記マスタリングタイミングにて、まず、前記マスターワークを２回測定し、測定した２回の測定値を用いた第１所定条件を満足した場合は、異物が挟まれていないと判定した測定値を用いて前記ワーク測定手段の誤差を補正し、
前記第１所定条件を満足しなかった場合は、３回目の測定を行い、１回目と２回目と３回目の測定値のそれぞれを用いた第２所定条件を満足した場合は、異物が挟まれていないと判定した測定値を用いて前記ワーク測定手段の誤差を補正する、
研削盤。
【請求項３】
請求項２に記載の研削盤であって、
前記制御手段は、
前記第１所定条件の判定では、測定した２回の測定値の差が予め設定した許容値よりも小さい場合に１回目も２回目も異物が挟まれていないと判定し、
前記第２所定条件の判定では、３回目の測定値と１回目の測定値との差が前記許容値よりも小さく且つ２回目の測定値よりも１回目の測定値のほうが小さく且つ２回目の測定値よりも３回目の測定値のほうが小さい場合に１回目と３回目に異物が挟まれていないと判定し、または３回目の測定値と２回目の測定値との差が前記許容値よりも小さく且つ１回目の測定値よりも２回目の測定値のほうが小さく且つ１回目の測定値よりも３回目の測定値のほうが小さい場合に２回目と３回目に異物が挟まれていないと判定する、
研削盤。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の研削盤であって、
前記制御手段は、前記マスターワークを測定する際、測定毎に前記マスターワーク上の異なる個所で前記径または前記位置を測定する、
研削盤。
【請求項５】
請求項２または３に記載の研削盤であって、
前記制御手段は、
前記マスターワークの同じ個所を測定して前記第１所定条件と前記第２所定条件のいずれも満足しなかった場合は、前記マスターワークの測定個所を変更して、再度、前記マスターワークを２回測定することから繰り返す、
研削盤。
【請求項６】
請求項１〜３または５のいずれかに記載の研削盤であって、
前記制御手段は、前記マスタリングタイミング毎に前記マスターワーク上の異なる個所で前記径または前記位置を測定する、
研削盤。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の研削盤であって、
前記マスターワークは、前記一対のワーク支持手段の一方に、且つ前記ワーク回転軸に対して同軸上に設けられている、
研削盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、略円筒状の複数のワークを順次研削加工していく研削盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
略円筒状のワークを搬入して当該ワークの被加工個所を目標寸法となるまで研削するとともに研削が完了したワークを搬出し、次々とワークを研削していく従来の研削盤は、ワークの被加工個所の寸法を測定するワーク測定手段（いわゆる定寸装置）を備えている。
一般的に研削盤の加工精度は数十μｍ程の非常に高い精度であり、当該加工精度を確保するために、ワーク測定手段の感度も非常に高く設定されている。しかし、研削盤で研削を開始してから次々とワークを研削していくと、環境温度が徐々に上昇して温度ドリフトが発生し、ワーク測定手段による測定値の誤差が徐々に大きくなっていく傾向がある。この温度ドリフトによる測定誤差は、図７（Ａ）に示すように初期は変化が大きく、徐々に変化が小さくなり、最終的には飽和する傾向がある。
そこで、従来の研削盤では、前記誤差が許容値Ｅｍａｘ（図７（Ａ）参照）を超えてしまう前の所定のタイミングで、予め用意したマスターワークをワーク測定手段にて測定させて、ワーク測定手段の誤差を補正する、いわゆるゼロイングを行っている（図７（Ｂ）参照）。
以下、ワーク測定手段でマスターワークを測定してゼロイングを行うことを「マスタリング」と記載する。
また、ワーク測定手段４０として図４（Ａ）に示すようにフィンガ４２を回動させて接触子４２ｓをワークＷに接触させて測定する方法を用いた場合、ワーク測定手段による測定値の誤差には、上述した温度ドリフトの他にも、接触子４２ｓとワークＷとの間に異物を噛み込んだ場合の誤差もある。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載された従来技術では、所定の時間間隔で、研削盤の外部に用意しているマスターワークをワークの代わりに研削盤に搬入し、マスタリングした後、マスターワークを搬出して、次に加工すべきワークを搬入している。このように、温度ドリフトによってワーク測定手段の測定値の誤差が許容値を超えてしまう前に、所定の時間間隔でマスタリングしている。
また、他の従来技術として、ワークを所定本数加工する毎に、研削盤の外部に用意しているマスターワークをワークの代わりに研削盤に搬入し、マスタリングした後、マスターワークを搬出して、次に加工すべきワークを搬入する、という方法もある（例えば、１本目、２本目、５本目、１０本目、以降１０本毎にマスタリングを実施）。
また、特許文献２に記載された従来技術では、ワークを研削しながら研削個所の寸法をワーク測定手段の接触子で測定し、今回の測定値が前回の測定値以上である場合は測定異常発生と判定して一旦ワーク測定手段の接触子をワークから離間させた後、再度、接触子をワークに当接させてワークの寸法を測定し、測定異常発生の前の測定値以下であれば、測定異常が解除されたと判定して研削を再開する加工装置が開示されている。
【特許文献１】特開昭６１−６５７７１号公報
【特許文献２】特開２００２−２３９８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された従来技術では、ワーク測定手段の温度ドリフトに対して所定の時間間隔でマスタリングしている。しかし、マスタリング時にワーク測定手段の接触子とマスターワークの測定個所の間に異物を噛み込んでしまっている場合は、正しい値でマスタリングすることができないが、異物の噛み込んだ場合の判定及び処置方法が開示されていない。
また、特許文献２に記載された従来技術では、ワークの径を研削中に、前回の測定値よりも今回の測定値のほうが大きくなっている（研削中に径が大きくなる方向に変化した）と検出した場合に、接触子とワークの測定個所の間に異物を噛み込んだ、と判定している。しかし、マスタリング時にはマスターワークを研削しないので、「径が徐々に小さくなるはずの研削中に径が大きくなる方向に変化した」ことを検出する判定方法をマスターワーク測定時の異物の噛み込み判定に利用することはできない。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、マスタリング時におけるワーク測定手段の接触子とマスターワークの測定個所との間の異物の有無を適切に判定して、異物を噛み込んでいない場合の測定値で適切にマスタリングすることができる研削盤を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための手段として、本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの研削盤である。
請求項１に記載の研削盤は、１回のマスタリングでマスターワークにおける測定個所を複数回測定し、各測定結果に基づいて、接触子とマスターワークとの間に異物が挟まれているか否かを判定し、異物が挟まれていないと判定した測定値に基づいてワーク測定手段の誤差を補正する。
【０００６】
また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの研削盤である。
請求項２に記載の研削盤は、請求項１に記載の研削盤であって、まずマスターワークにおける測定個所を２回測定して、その２回の測定値を用いた第１所定条件を満足した場合は異物が挟まれていないと判定してワーク測定手段の誤差を補正する。また、２回の測定で異物が挟まれていると判定した場合、３回目の測定を行い、１回目〜３回目の各測定値を用いた第２所定条件を満足した場合は異物が挟まれていないと判定してワーク測定手段の誤差を補正する。
【０００７】
また、本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの研削盤である。
請求項３に記載の研削盤は、請求項２に記載の研削盤であって、第１所定条件の判定では、１回目と２回目の測定値の差が許容値より小さい場合に１回目も２回目も異物が挟まれていないと判定する。
また、第２所定条件の判定では、１回目と３回目の測定値の差が許容値より小さく且つ２回目より１回目の測定値のほうが小さく且つ２回目より３回目の測定値のほうが小さい場合に１回目と３回目では異物が挟まれていないと判定し、２回目と３回目の測定値の差が許容値より小さく且つ１回目より２回目の測定値のほうが小さく且つ１回目より３回目の測定値のほうが小さい場合に２回目と３回目では異物が挟まれていないと判定する。
【０００８】
また、本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりの研削盤である。
請求項４に記載の研削盤では、測定する毎に、マスターワーク上の異なる個所で前記径または前記位置を測定する。
【０００９】
また、本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりの研削盤である。
請求項５に記載の研削盤は、請求項２または３に記載の研削盤であって、マスターワークの同じ個所を測定して第１所定条件と第２所定条件のいずれも満足しなかった場合は、マスターワークの測定個所を変更して、再度、マスターワークを２回測定することから繰り返す。
【００１０】
また、本発明の第６発明は、請求項６に記載されたとおりの研削盤である。
請求項６に記載の研削盤は、請求項１〜３または５のいずれかに記載の研削盤であって、前記制御手段は、前記マスタリングタイミング毎に前記マスターワーク上の異なる個所で前記径または前記位置を測定する。
【００１１】
また、本発明の第７発明は、請求項７に記載されたとおりの研削盤である。
請求項７に記載の研削盤は、請求項１〜６のいずれかに記載の研削盤であって、マスターワークは、一対のワーク支持手段の一方に、且つワーク回転軸に対して同軸上に設けられている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の研削盤を用いれば、１回のマスタリングで、マスターワークを複数回測定し、各測定値を用いて、異物が挟まれていない測定値を抽出することで、異物が挟まれている測定値と、異物が挟まれていない測定値と、を容易に区別することができる。そして、異物を噛み込んでいない場合の測定値で適切にマスタリングすることができる。
【００１３】
また、請求項２に記載の研削盤によれば、より少ない測定回数（２回または３回）で、異物が挟まれている測定値と、異物が挟まれていない測定値と、を容易に区別することができる。
【００１４】
また、請求項３に記載の研削盤によれば、２回または３回のより少ない測定回数による測定値を用いて、異物が挟まれている測定値と、異物が挟まれていない測定値と、を適切に区別する方法を容易に実現することができる。
【００１５】
また、請求項４に記載の研削盤によれば、マスターワークの測定毎に、マスターワーク上の異なる個所で測定することで、同じ異物を何度も噛み込むことを回避し、より確実にワーク測定手段の補正ができることを期待できる。
【００１６】
また、請求項５に記載の研削盤によれば、マスターワークの同じ個所で２回または３回測定した結果、異物を噛み込んだと判定した場合、マスターワークの別の個所で、再度、２回または３回測定することで、同じ異物を何度も噛み込むことを回避し、より確実にワーク測定手段の補正ができることを期待できる。
【００１７】
また、請求項６に記載の研削盤によれば、マスタリングタイミング毎に、マスターワーク上の異なる個所で測定する（１回のマスタリングタイミングでは同じ個所を複数回測定する）ことで、同じ異物を何度も噛み込むことを回避し、より確実にワーク測定手段の補正ができることを期待できる。
【００１８】
また、請求項７に記載の研削盤によれば、マスタリングを行う際のワーク測定手段の移動距離が非常に短く、また、研削盤の外部からマスターワークを搬入して主軸装置と心押装置にセット、及びマスターワークを搬出する必要がないので、マスタリングの実行時間を大きく短縮化することができ、加工効率をより向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の研削盤１の一実施の形態における平面図（図１（Ａ））と、ワークＷの例の斜視図（図１（Ｂ））を示している。
以下、略円筒状のワークＷの円筒面を研削する研削盤の例である第１の実施の形態と、略円筒状のワークＷの端面（ワーク回転軸に直交する面）を研削する研削盤の例である第２の実施の形態について説明する。
なお、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸が記載されている全ての図面において、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸は互いに直交しており、Ｘ軸方向（交差方向に相当）はワーク回転軸ＷＺに直交する水平方向を示しており、Ｙ軸方向は鉛直上向きの方向を示しており、Ｚ軸方向（平行方向に相当）はワーク回転軸ＷＺの方向を示している。
また、以下の説明では、Ｘ軸方向はワーク回転軸ＷＺに直交する方向としているが、Ｘ軸方向はワーク回転軸ＷＺに直交せずに交差する方向としてもよい。
【００２０】
●●［第１の実施の形態（図１〜図４）］
●［研削盤１の概略構成と、ワークＷの被加工個所（図１、図２）］
図１（Ａ）を用いて、第１の実施の形態における研削盤１の構成について説明する。なお、当該研削盤１で研削加工するワークＷの例を図１（Ｂ）に示す。ワークＷは略円筒状であり、第１の実施の形態では、ワークＷの被加工個所は円筒面ＫＥであり、加工工具Ｔを用いて、当該円筒面ＫＥを研削加工する。
【００２１】
図１（Ａ）に示すように、研削盤１は、主軸装置１０、心押装置２０、工具装置３０、ワーク測定装置４０（いわゆる定寸装置であり、ワーク測定手段に相当）、制御装置５０（制御手段に相当）にて構成されている。
主軸装置１０はセンタ部材１０ａと主軸１２とをワーク回転軸ＷＺに対して同軸上に備えており、センタ部材１０ａはワークＷを支持しており、主軸１２は主軸台１１に収容されている。そして主軸１２及びセンタ部材１０ａは制御装置５０からの制御信号に基づいて回転する。なお、主軸１２の回転は、連結部材１３を介してワークＷに伝達される。
心押装置２０はセンタ部材２０ａと、センタ部材２０ａを収容してＺ軸方向に往復移動可能なラム２２と、ラム２２を収容する心押台２１にて構成されており、センタ部材２０ａはワーク回転軸ＷＺ回りに自由に回転可能である。
なお、図１（Ａ）の例では、センタ部材２０ａにマスターワークＭＷがワーク回転軸ＷＺと同軸上に設けられている。
そしてワークＷは、両端近傍が一対のセンタ部材１０ａ、２０ａを備えている一対の主軸装置１０と心押装置２０（一対のワーク支持手段に相当）にて支持され、ワーク回転軸ＷＺ回りに回転させられる。
なお、図１（Ａ）の例では、主軸装置１０と心押装置２０は、基台２（図２（Ａ）参照）に取り付けられている。
また、制御装置５０は、数値制御装置５１と、シーケンサ５２と、定寸アンプ５３と、Ｚ軸サーボアンプ５４と、Ｘ軸サーボアンプ５５とで構成されており、シーケンサ５２（ＰＬＣ等）については説明を省略し、他のものについては後述する。
【００２２】
工具装置３０は、モータＭ３１（相対移動手段に相当）によって回転するＺ軸方向に設けられたボールネジＮＺによって、基台２（図２（Ａ）参照）の上でＺ軸方向に往復移動が可能な工具テーブル３１と、工具テーブル３１に設けられたモータＭ３２（相対移動手段に相当）と、モータＭ３２によって回転するＸ軸方向に設けられたボールネジＮＸによって、工具テーブル３１の上でＸ軸方向に往復移動が可能な切り込みテーブル３２と、切り込みテーブル３２に設けられて砥石回転軸ＴＺ回りに回転する砥石Ｔ（加工工具Ｔに相当）とで構成されている。
制御装置５０（数値制御装置５１）は、モータＭ３１に設けられたエンコーダ等（位置検出手段に相当）からの検出信号を、Ｚ軸サーボアンプ５４を介して取り込んで砥石ＴのＺ軸方向の位置を検出可能であるとともに、Ｚ軸サーボアンプ５４を介して制御信号をモータＭ３１に出力して砥石ＴのＺ軸方向の位置を任意の位置に移動させることができる。また、モータＭ３２に設けられたエンコーダ等（位置検出手段に相当）からの検出信号を、Ｘ軸サーボアンプ５５を介して取り込んで砥石ＴのＸ軸方向の位置を検出可能であるとともに、Ｘ軸サーボアンプ５５を介して制御信号をモータＭ３２に出力して砥石ＴのＸ軸方向の位置を任意の位置に移動させることができる。
【００２３】
次に図１（Ａ）と図２（Ａ）を用いてワーク測定装置４０について説明する。ワーク測定装置４０は、ワークＷの被加工個所の寸法を測定する装置であり、第１の実施の形態では、ワークＷの被加工個所が円筒面ＫＥであるため、この円筒面の径を測定する装置である。
図２（Ａ）に示すように、ワーク測定装置４０は、工具テーブル３１に取り付けられたアーム４３と、アーム４３の端部に設けられたシリンダ４４と、シリンダ４４によってＸ軸方向に進退移動可能な測定本体部４１と、測定本体部４１から延びている一対のフィンガ４２と、フィンガ４２の先端に設けられてワークＷに当接する一対の接触子４２ｓとを備えている。
制御装置５０（数値制御装置５１）は、一対のフィンガ４２でワークＷを挟み込んだ場合における一対のフィンガ４２の開度（角度）の検出信号を、定寸アンプ５３を介して取り込んでワークＷの径を認識することができる。また、制御装置５０はシリンダ４４に制御信号を出力して測定本体部４１を進退移動させることができ、測定本体部４１を進退移動させて、検出された最も大きな径がワークＷの径と認識する。
なお、図２（Ｂ）に示すように、アーム４３を工具テーブル３１に取り付けずに、基台２に取り付けるようにしてもよい。この場合、アーム４３がＺ軸方向の任意の位置に移動できる構成とすることが好ましい。図２（Ａ）及び（Ｂ）に示す本実施の形態では、ワーク測定装置４０はＺ軸方向に往復移動が可能であり、マスターワークＭＷの位置まで移動させることができる。なお、マスターワークＭＷの径は、ワークＷの被加工個所である円筒面ＫＥの理想的な径に作り込んである。
【００２４】
●［ワークの加工、及びマスタリングを行う処理の手順（図３）］
次に図３に示すフローチャートを用いて、ワークＷの研削加工、及びマスタリングを行う処理の手順について説明する。なお、図３に示すフローチャートに基づくプログラムは、数値制御装置５１に記憶されている。
処理が開始されると、数値制御装置５１は、ステップＳ１０にて、未加工のワークＷ（次に加工を行うワークＷ）を搬入して、一対のワーク支持手段にてワークＷを支持して、ステップＳ２０に進む。
【００２５】
そして数値制御装置５１は、ステップＳ２０にて、研削盤１に電源が投入された直後（研削盤１の起動時）であるか否かを判定する。例えば、電源が投入されていない状態から電源が投入された状態へと状態が変化したか否かを判定する。電源が投入された直後であると判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ４０に進み、電源が投入された直後でないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ３０に進む。
【００２６】
ステップＳ３０に進んだ場合、長時間停止後の加工であるか否かを判定する。例えば、前回のワークの加工が完了した時点から、このステップＳ３０までの経過時間を求め、求めた経過時間が所定時間以上であるか否か（所定時間以上の停止後のワークの加工の開始であるか否か）を判定する。長時間停止後の加工であると判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ４０に進み、長時間停止後の加工でないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ５０に進む。
【００２７】
ステップＳ４０に進んだ場合、加工したワークの本数を記憶する加工本数カウンタＮを初期化して（ゼロにして）ステップＳ５０に進む。ここで、加工本数カウンタは、マスタリングタイミングを判定するためのカウンタであり、研削盤１の起動後から（または長時間停止後から）何本のワークを加工したかを計数するカウンタである。
ステップＳ５０では、加工本数カウンタＮが所定値であるか否かを判定する。例えば、図７（Ｂ）に示すように、加工本数が、１本目、２本目、５本目、１０本目、２０本目・・でマスタリングを行うようにするには、加工本数カウンタが、１、２、５、１０、２０・・のいずれかと一致するか否かを判定する。加工本数カウンタＮが所定値であると判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０に進み、加工本数カウンタＮが所定値でないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ１００に進む。
ステップＳ６０では、マスタリングタイミングであることを示すＦｍフラグをセットしてステップＳ１００に進む。
【００２８】
ステップＳ１００では、Ｆｍフラグがセットされているか否かを判定する。Ｆｍフラグがセットされていると判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１１０に進み、Ｆｍフラグがセットされていないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ３１０に進む。
ステップＳ１１０〜ステップＳ２７０はマスタリング処理である。
ステップＳ１１０に進んだ場合、数値制御装置５１は、マスターワークＭＷの１回目の測定を行う。数値制御装置５１は、ワーク測定装置４０をマスターワークＭＷの位置まで移動させ、フィンガ４２をマスターワークＭＷの測定個所から離間する方向に回動させた後、フィンガ４２をマスターワークＭＷの測定個所に近接する方向に回動させて接触子４２ｓを測定個所に当接させて（図４（Ａ）参照）マスターワークＭＷの測定個所の径を測定し、測定値をＤ１に記憶し、ステップＳ１２０に進む。図１（Ａ）に示す研削盤１では、マスターワークＭＷがワークＷと同軸上に心押装置２０のセンタ部材２０ａに取り付けられているので、ワーク測定装置４０をマスターワークＭＷと対向する位置までＺ軸方向に移動させて、フィンガ４２にてマスターワークＭＷを挟み込み、その測定結果をＤ１に記憶する。なお、マスターワークＭＷは研削盤１の内部及び外部のどこに用意されていてもよい。ワーク測定装置４０の移動範囲内にあればワーク測定装置４０を移動させてマスタリングを行えば良いし、ワーク測定装置４０の移動範囲内でない場合は、ワークＷの代わりにマスターワークＭＷを研削盤１に搬入して主軸装置１０と心押装置２０でマスターワークＭＷを支持し、マスタリングを行った後、マスターワークＭＷを搬出して次に加工するワークＷを搬入すれば良い。ワークＷの代わりにマスターワークＭＷを研削盤１に搬入して主軸装置１０と心押装置２０と支持する場合は、未加工ワークＷの搬入をステップＳ１０の位置で行わずに、ワークの加工を行うステップＳ３１０の手前の位置としてもよい。
【００２９】
ステップＳ１２０では、数値制御装置５１は、マスターワークＭＷの２回目の測定を行う。数値制御装置５１は、再度、フィンガ４２をマスターワークＭＷの測定個所から離間する方向に回動させた後、フィンガ４２をマスターワークＭＷの測定個所に近接する方向に回動させて接触子４２ｓを測定個所に当接させてマスターワークＭＷの測定個所の径を測定し、測定値をＤ２に記憶し、ステップＳ１３０に進む。
ステップＳ１３０では、Ｄ１とＤ２の差分（差分の絶対値）が許容値α（例えば３〜５［μｍ］程度）よりも小さいか否かを判定する。Ｄ１とＤ２の差分（差分の絶対値）が許容値αよりも小さい（Ｙｅｓ）場合、Ｄ１とＤ２はともに異物を噛み込んでおらず、正しい測定値であると判定してステップＳ１４０に進む。なお、Ｄ１とＤ２の差分が許容値α以上である（Ｎｏ）場合、Ｄ１またはＤ２の少なくとも一方が異物を噛み込んでいると判定してステップＳ２００に進み、３回目の測定を行う。
ステップＳ１４０に進んだ場合、ゼロイング用のＤｍにＤ２の値を記憶し、ステップＳ３００に進む。なお、Ｄｍには、正しいと判定した測定値を記憶すればよいので、Ｄ１を記憶してもよいし、Ｄ１とＤ２の平均値を記憶してもよい。
【００３０】
ステップＳ２００では、数値制御装置５１は、マスターワークＭＷの３回目の測定を行う。数値制御装置５１は、再度、フィンガ４２をマスターワークＭＷの測定個所から離間する方向に回動させた後、フィンガ４２をマスターワークＭＷの測定個所に近接する方向に回動させて接触子４２ｓを測定個所に当接させてマスターワークＭＷの測定個所の径を測定し、測定値をＤ３に記憶し、ステップＳ２１０に進む。
ステップＳ２１０では、Ｄ１とＤ３の差分（差分の絶対値）が許容値αよりも小さいか否かを判定する。Ｄ１とＤ３の差分が許容値αよりも小さい（Ｙｅｓ）場合、Ｄ２は異物を噛み込んでおり且つＤ１とＤ３はともに異物を噛み込んでいない可能性が高いと判定してステップＳ２２０に進む。Ｄ１とＤ３の差分が許容値α以上である（Ｎｏ）場合、Ｄ１またはＤ３の少なくとも一方が異物を噛み込んでいると判定してステップＳ２４０に進む。
ステップＳ２２０に進んだ場合、Ｄ１がＤ２より小さく且つＤ３がＤ２より小さいか否かを判定する。判定条件を満足する（Ｙｅｓ）場合はＤ１とＤ３はともに異物を噛み込んでおらず正しい測定値である（且つＤ２は異物を噛み込んでいる）と判定してステップＳ２３０に進む。判定条件を満足しない（Ｎｏ）場合はステップＳ２７０に進む。
ステップＳ２３０に進んだ場合、ゼロイング用のＤｍにＤ３の値を記憶し、ステップＳ３００に進む。なお、Ｄｍには、正しいと判定した測定値を記憶すればよいので、Ｄ１を記憶してもよいし、Ｄ１とＤ３の平均値を記憶してもよい。
【００３１】
ステップＳ２４０に進んだ場合、Ｄ２とＤ３の差分（差分の絶対値）が許容値αよりも小さいか否かを判定する。Ｄ２とＤ３の差分が許容値αよりも小さい（Ｙｅｓ）場合、Ｄ１は異物を噛み込んでおり且つＤ２とＤ３はともに異物を噛み込んでいない可能性が高いと判定してステップＳ２５０に進む。Ｄ２とＤ３の差分が許容値α以上である（Ｎｏ）場合、Ｄ２またはＤ３の少なくとも一方が異物を噛み込んでいると判定してステップＳ２７０に進む。
ステップＳ２５０に進んだ場合、Ｄ２がＤ１より小さく且つＤ３がＤ１より小さいか否かを判定する。判定条件を満足する（Ｙｅｓ）場合はＤ２とＤ３はともに異物を噛み込んでおらず正しい測定値である（且つＤ１は異物を噛み込んでいる）と判定してステップＳ２６０に進む。判定条件を満足しない（Ｎｏ）場合はステップＳ２７０に進む。
ステップＳ２６０に進んだ場合、ゼロイング用のＤｍにＤ３の値を記憶し、ステップＳ３００に進む。なお、Ｄｍには、正しいと判定した測定値を記憶すればよいので、Ｄ２を記憶してもよいし、Ｄ２とＤ３の平均値を記憶してもよい。
またステップＳ２７０に進んだ場合は、異物の噛み込みにより、マスタリングで使用する正しい測定値が得られなかったと判定して、例えば研削盤を停止して異常報知する。研削盤の停止後は、作業者がマスターワークＭＷを清掃して異物を除去した後、作業者が復帰指令を入力する。
ステップＳ３００に進んだ場合、数値制御装置５１は、Ｄｍに記憶されている測定値（または現在の測定値）を用いてゼロイング（目標値の補正）を行い、ステップＳ３１０に進む。
【００３２】
ステップＳ３１０に進んだ場合、ワークＷの被加工個所の研削を行う。この場合、ワーク測定装置４０にて測定した結果が、マスタリング時に記憶した目標値（ステップＳ３００で記憶した目標値）となるまで研削し、研削が完了したらステップＳ３２０に進む。
ステップＳ３２０では、加工本数カウンタＮをカウントアップしてステップＳ３３０に進む。
ステップＳ３３０では、Ｆｍフラグをクリア（初期化）してステップＳ３４０に進む。
ステップＳ３４０では、研削が完了したワークＷを搬出してステップＳ３５０に進む。
ステップＳ３５０では、次に研削するワークＷの有無を判定する。次に研削するワークＷが有る場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１０に戻り、次に研削するワークＷが無い場合（Ｎｏ）は処理を終了する。
【００３３】
以上の説明では、新たなワークを研削する『前』にマスタリングタイミングであるか否かを判定してマスタリングタイミングであると判定した場合はマスタリングを行う例を説明したが、新たなワークを研削した『後』に、マスタリングタイミングであるか否かを判定してマスタリングタイミングであると判定した場合はマスタリングを行うようにしてもよい。
また、上記の説明では、ステップＳ２７０において、研削盤１を停止して異常報知する例を示したが、再度、ステップＳ１１０〜ステップＳ２７０の処理を繰り返すようにしてもよい。
【００３４】
また、マスターワークＭＷを測定する際、毎回同じ個所を測定してもよいし、以下の例に示すように、測定個所を変更するようにしてもよい。本実施の形態にて説明する研削盤では、異物の噛み込みの検出のために従来と同じマスタリング回数であってもマスターワークＭＷの測定回数が増加しているためマスターワークＭＷの磨耗が懸念される。そこで、以下のようにマスターワークＭＷの測定個所を変更することで、マスターワークＭＷの磨耗を低減して安定したマスタリングを行うことができる。
［測定個所の変更例１］
ステップＳ１１０の１回目の測定とステップＳ１２０の２回目の測定とステップＳ２００の３回目の測定ではマスターワークＭＷの同一個所を測定し、ステップＳ２７０のエラー処理において、再度、ステップＳ１１０〜ステップＳ２７０の処理を繰り返す場合、マスターワークの測定個所を変更して、１巡目のステップＳ１１０〜ステップＳ２７０で噛み込んだ異物を回避する。
［測定個所の変更例２］
また、ステップＳ１１０にて１回目の測定を行うマスターワークＭＷの測定個所と、ステップＳ１２０にて２回目の測定を行うマスターワークＭＷの測定個所と、ステップＳ２００にて３回目の測定を行うマスターワークＭＷの測定個所を、図４（Ｂ）に示す測定個所Ｔｇ（１）、Ｔｇ（２）、Ｔｇ（３）に示すように、測定毎にマスターワークＭＷ上の異なる測定個所を測定する。なお、測定個所Ｔｇ（ｎ）まで到達したら再度測定個所Ｔｇ（１）に戻ればよい。この場合、例えば１回目のマスタリングタイミングで図４（Ｂ）のＴｇ（１）（１回目測定）、Ｔｇ（２）（２回目測定）、Ｔｇ（３）（３回目測定）を測定し、２回目のマスタリングタイミングではＴｇ（４）（１回目測定）、Ｔｇ（５）（２回目測定）、Ｔｇ（６）（３回目測定）を測定する。
［測定個所の変更例３］
また、ステップＳ１１０の１回目の測定とステップＳ１２０の２回目の測定とステップＳ２００の３回目の測定ではマスターワークＭＷの同一個所を測定し、マスタリングタイミング毎にマスターワークＭＷ上の測定個所を変更する。この場合、例えば１回目のマスタリングタイミングで図４（Ｂ）のＴｇ（１）（１回目測定）、Ｔｇ（１）（２回目測定）、Ｔｇ（１）（３回目測定）を測定し、２回目のマスタリングタイミングではＴｇ（２）（１回目測定）、Ｔｇ（２）（２回目測定）、Ｔｇ（２）（３回目測定）を測定する。
なお、本実施の形態の説明では、マスターワークＭＷを心押装置２０のセンタ部材２０ａに、ワーク回転軸ＷＺに同軸上に備えた例を説明したが、もう一方のワーク支持手段である主軸装置１０のセンタ部材１０ａに、ワーク回転軸ＷＺに同軸上に備えてもよい。主軸装置１０のセンタ部材１０ａにマスターワークＭＷを備えた場合、マスターワークＭＷを任意の回転角度に設定することができるので、マスターワークＭＷ上の異なる測定個所であるＴｇ（ｎ）を、より多く設定することができる。
【００３５】
●［従来の処理手順（図６）］
なお、図６に示す従来の処理手順では、図３に示す本実施の形態の処理手順に対して以下の点が異なる。なお、図６に示す従来のフローチャートにおいて、図３に示す本実施の形態のフローチャートとの相違点を太枠にして記載している。
マスタリング時の異物の噛み込みを検出していないので、ステップＳ１１０にてマスタリングを１回行うだけでマスタリング処理を完了している。また、マスターワークＭＷを研削盤１の外部に用意していたので、ステップＳ１１０でマスターワークの測定個所を測定する直前の、ステップＳ１０５にてマスターワークＭＷを搬入し、ワークＷの代わりにマスターワークＭＷを主軸装置１０と心押装置２０とで支持している。このため、ステップＳ３００のゼロイングが終了した後のステップＳ３０３にてマスターワークＭＷを搬出し、次のステップＳ３０５にて未加工ワークＷを搬入している。
このため、従来ではマスターワークＭＷの搬入と搬出で時間がかかる点と、マスタリング時に異物を噛み込んでいるか否かを検出していない点が、本実施の形態とは異なる。
【００３６】
図７（Ａ）は、マスタリングを行わなかった場合において、ワークの加工本数（横軸）に対するワーク測定装置４０の測定誤差（縦軸）の変化を示すグラフである。なお、本グラフでは、１本目の加工を行う直前にマスタリングを行っており、誤差がない状態からスタートしている。また、Ｅｍａｘは加工が完了したワークＷの誤差の許容最大値である。
マスタリングを行わなければ、次々とワークＷを研削していくと、環境温度は徐々に上昇して所定温度に向かって漸近的に近づいていく。そして環境温度の上昇によって発生する温度ドリフトにより、ワーク測定装置の測定誤差も所定値に向かって漸近的に近づいていく特性を示す（図７（Ａ）参照）。
このため、誤差が許容最大値Ｅｍａｘを超える前に、例えば１本目、２本目、５本目、１０本目、２０本目・・という具合に、ワークを所定本数研削するとマスタリングを行うようにしている（図７（Ｂ）参照）。
【００３７】
●●［第２の実施の形態（図５）］
次に図５を用いて第２の実施の形態について説明する。ワークＷの円筒面ＫＥ（図１（Ｂ）参照）を研削する第１の実施の形態に対して、第２の実施の形態では、ワークＷの端面ＫＡ、ＫＢ（ワーク回転軸に直交する面）を研削する。
【００３８】
●［研削盤１の概略構成と、ワークＷの被加工個所（図５）］
図５（Ａ）に示す第２の実施の形態の研削盤１の構成は、図１（Ａ）に示す第１の実施の形態の研削盤１に対して、ワーク測定装置４０の構成が異なり、他の構成は同じである。なお、砥石ＴとワークＷの位置及び研削時の移動方向が異なる。
図５（Ａ）に示す第２の実施の形態の研削盤１では、ワークＷの加工個所である端面ＫＡ、ＫＢに対して砥石Ｔの端面（砥石回転軸ＴＺに直交する面）を当接させて、砥石ＴをＺ軸方向に移動させてワークＷの被加工個所を研削する。
図５（Ａ）に示す研削盤１においてワーク測定装置４０は、端面ＫＡの側のＺ軸方向の位置を測定する測定本体部４１Ａとフィンガ４２Ａと、端面ＫＢの側のＺ軸方向の位置を測定する測定本体部４１Ｂとフィンガ４２Ｂの、それぞれのワーク測定装置を有している。なお、各ワーク測定装置は第１の実施の形態と同様にフィンガの先端に接触子を備えており、ワークＷに向かって進退移動するシリンダ等（図示省略）も備えている。また、フィンガ４２Ａは端面ＫＡから離間する方向、及び端面ＫＡに近接する方向に回動可能であり、フィンガ４２Ｂは端面ＫＢから離間する方向、及び端面ＫＢに近接する方向に回動可能である。
【００３９】
そして制御装置５０は、第１の実施の形態と同様に、ワーク測定装置４０による測定値の目標値を記憶しており、ワーク測定装置４０による測定値が前記目標値に達するまで砥石ＴをＺ軸方向に移動させてワークＷの被加工個所を研削する。
なお、ワークの加工及びマスタリングを行う処理手順は、図３に示す第１の実施の形態と同じである。ただし、マスタリング時におけるマスターワークＭＷの測定個所が異なる。
第２の実施の形態では、マスターワークＭＷの位置と、マスタリング時のワーク測定装置の位置であるマスタリング位置を、予め高精度に設定しておき、マスタリング時の位置における測定値を目標値とすればよい。
なお、測定毎にマスターワークの測定個所を変えるには、図５（Ｃ）の測定個所Ｔｇ（１）、Ｔｇ（２）・・Ｔｇ（ｎ）と変えればよく、測定個所Ｔｇ（ｎ）まで測定したら、また測定個所Ｔｇ（１）に戻ればよい。
その他は図３に示す第１の実施の形態と同じであるので説明を省略する。
【００４０】
以上、本実施の形態にて説明した研削盤１ではマスターワークＭＷを、研削盤内に、且つワーク回転軸ＷＺと同軸上、更にワークＷのすぐ近傍、に備えているので、マスタリング実行時のワーク測定装置４０の移動距離が非常に小さく、マスタリングの実行時間を大きく短縮化することができる。これにより、加工のサイクルタイムをより低減することができる。
また、マスターワークＭＷを研削盤内に備えることで、マスターワークＭＷを搬入及び搬出するローダが不要である。すなわち、ローダ装置、及びローダ制御用の電子回路とプログラム等が不要であるので、容易に自動マスタリングサイクルを導入することができる。
なお、マスターワークＭＷを研削盤内に備えることで、マスターワークＭＷに研削屑等の異物が付着する可能性が高くなると考えられるが、本実施の形態にて説明したように、異物の噛み込みを適切に判定し、正しい測定値でマスタリングすることができる。
【００４１】
本発明の研削盤１は、本実施の形態で説明した外観、構成、処理等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
また、ワーク測定装置４０の構成、構造等は、本実施の形態にて説明したワーク測定装置４０に限定されるものではない。
また、本実施の形態の説明では、加工工具を砥石Ｔとした例で説明したが、加工工具としてバイト等を用いてもよく、加工工具は砥石Ｔに限定されるものではない。
また、本実施の形態の説明では、ワークＷを支持する一対のワーク支持手段としてワークＷの両端面を支持する一対のセンタ部材の例を説明したが、ワークＷの端部の円筒面を把持するチャックで両端近傍を支持してもよいし、一方の端部をセンタ部材で支持して他方の端部近傍をチャックで支持してもよい。
また、本実施の形態の説明では、加工工具をＸ軸方向及びＺ軸方向に移動させる構成の例を説明したが、主軸装置１０と心押装置２０とをＸ軸方向及びＺ軸方向に移動可能なテーブルに載置してもよい。従って、ワークＷに対して加工工具が相対的にＸ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な構成であればよい。
また、本実施の形態の説明では、ワークの加工本数でマスタリングタイミングを判定する例を説明したが、他の方法を用いてマスタリングタイミングを判定するようにしてもよい。
また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１の実施の形態における、研削盤１の概略構成の例と、ワークＷの被加工個所の例を説明する図である。
【図２】ワーク測定装置４０の構成の例を説明する図である。
【図３】本実施の形態における、ワークの加工、及びマスタリングを行う処理の手順の例を説明するフローチャートである。
【図４】接触子４２ｓを備えたフィンガ４２を回動させて接触子４２ｓをワークＷ（またはマスターワーク）の測定個所に当接させる様子を説明する図、及びマスターワークＭＷにおけるマスタリング時の測定個所Ｔｇ（ｎ）を説明する図である。
【図５】第２の実施の形態における、研削盤１の概略構成の例と、ワークＷの被加工個所の例を説明する図、及びマスターワークＭＷにおけるマスタリング時の測定個所Ｔｇ（ｎ）を説明する図である。
【図６】従来の、ワークの加工、及びマスタリングを行う処理の手順の例を説明するフローチャートである。
【図７】マスタリングによる測定誤差の変化を説明する図である。
【符号の説明】
【００４３】
１        研削盤
１０      主軸装置
１０ａ    センタ部材
１１      主軸台
１２      主軸
１３      連結部材
２０      心押装置
２０ａ    センタ部材
２１      心押台
２２      ラム
３０      工具装置
３１      工具テーブル
３２      切り込みテーブル
４０      ワーク測定装置（ワーク測定手段）
４１      測定本体部
４２      フィンガ
４２ｓ    接触子
５０      制御装置（制御手段）
５１      数値制御装置
Ｔ        加工工具（砥石）
ＴＺ      砥石回転軸
Ｗ        ワーク
ＷＺ      ワーク回転軸
ＭＷ      マスターワーク
【図１】
2010105129.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010105129.tif 000008
【図７】
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